焦油化工企業論文

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1企業廢水的水質特點及危害

1.1廢水的水質情況

某企業主要從事焦炭生產、苯加氫及粗焦油加工，建有完整的污水處理系統和生化處理裝置，綜合生化處理前的水質要求為：COD≤3500mg/L、氨氮≤100mg/L；廢水主要源自煤高溫干餾煤氣冷卻、粗苯分離、粗焦油加工和苯加氫等生產過程，10t/h的廢水中有2t/h是高濃度有機廢水，由于有機物含量嚴重超標，可生化性較差，需要經過單獨的處理，以降低COD和氨氮的含量，確保滿足綜合生化處理的水質要求。高濃度有機廢水的水質分析結果：COD104100mg/L，NH3-N19000mg/L，揮發酚2600mg/L，CN-110mg/L，硫化物110mg/L，石油類400mg/L。

1.2廢水的主要成分及危害

高濃度廢水的組成很復雜，其中所含氨氮污染物主要以無機銨鹽的形式存在，有機污染物中除了占80%多的酚類化合物以外，還含有脂肪族、雜環類和多環芳烴等化合物；此類廢水COD和氨氮的含量太高，其中難降解的物質較多，會對生化處理系統造成危害。

2實驗方法及技術原理

2.1實驗用主要試劑和儀器

硫酸汞（HgSO4）、重鉻酸鉀（K2Cr2O7）、六水合硫酸亞鐵銨〔（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O〕等均為分析純（上海化學試劑廠）；濃硫酸（H2SO4）、鹽酸（HCl）、2%穩定性二氧化氯溶液（鄭州化學試劑廠），自制催化劑。UV-1750紫外分光光度計，日本島津；精密pH計，北京分析儀器廠；微波閉式CODTNTP消解儀，WXJ-Ⅲ/WMX-Ⅲ-B型，上海分析儀器廠；消解罐、蒸餾瓶、氨吸收瓶，天津玻璃儀器廠；UV光源，天津工業光源有限公司。

2.2技術原理

工藝采用ClO2氧化與光催化相結合（ClO2/UV）方式，即在氧化消解塔中增加波長為0.01～0.38mm的紫外燈作為催化光源，加入微量催化劑，通過ClO2進行氧化消解，實現了對氨氮和有機物的高效去除。由于ClO2的氧化能力遠遠高于次氯酸鈉和氯氣，特別是對苯環、酚類等具有不飽和鍵結構有機物的氧化消解效果最好〔2〕，所以該企業高濃度廢水處理選用ClO2/UV工藝方法，具有一舉兩得的效果：一是由于廢水中含有高濃度的無機氨氮采用氯折點法去除，這是脫氨氮工藝中常用的方法，尤其是排量較少的廢水脫氨氮有很多工藝無法實施，而ClO2脫氨氮則沒有限制性條件，只要達到合適的pH即可；二是ClO2氧化消解有機污染物比較徹底，對廢水的pH適應范圍比較廣泛，并且ClO2還能與絕大多數著色官能團反應，具有良好的脫色作用；另外增設催化光源和微量催化劑，處理效率較單獨使用ClO2有很大提高。

2.3工藝流程

工藝流程如圖1所示。

2.4工藝流程簡介

2.4.1焦油處理

由于廢水焦油含量過高，必須進行除油預處理，以免造成蒸氨裝置堵塞。工藝選用隔油池、氣浮裝置將廢水中的輕重油以及浮渣，經油水分離器去除，處理后的污水流入廢水儲存池。

2.4.2廢水儲池

由于高濃度有機廢水量較少（2t/h），從實際情況考慮，采用間歇處理方式，以24h為一個處理單元（即48t），每天處理約5h，廢水以10t/h的量進入處理裝置。

2.4.3蒸氨裝置

蒸氨工藝要求溫度在60~70℃左右，在廢水儲池內部安裝蒸汽盤管，由泵提升至蒸氨塔，進行蒸氨處理。蒸氨裝置采用焦油廢水處理廣泛采用的空氣吹脫法去除氨氮，該工藝具有處理裝置簡單，處理效果穩定，投資少和運行費較低等優點。

2.4.4ClO2/UV

多級氧化消解經過蒸氨之后，廢水溫度在60~70℃左右，正好滿足氧化塔進水溫度50~60℃的要求，不需要添加蒸汽加熱裝置，當廢水流滿氧化反應塔后，啟動循環泵和ClO2發生器，水泵從塔內抽取廢水與ClO2混合后再送到塔內，塔內裝有陶瓷接觸介質，為有機物和ClO2提供反應接觸界面；此外，塔內增設的紫外催化光源，能提高COD和氨氮的去除率〔3〕；并可根據不同的水質情況設置多級氧化反應塔，使COD和氨氮的含量達到預期指標。

3實驗結果與討論

用自制催化劑和穩定性ClO2溶液為氧化劑，對廢水進行氧化消解，同時引入紫外催化光源。實驗條件：取廢水250mL，調節pH為2，在紫外燈照射下，投加35mL2%的ClO2溶液和3g催化劑，隨著反應時間的延長，廢水中有機物和COD去除情況如圖2所示。方式反洗前后濾料表面油量變化明顯。反沖洗前核桃殼濾料表面黏附較多油類、濾料相互黏結、呈流淌性光澤。反沖洗后核桃殼濾料表面呈現棕色、濾料顆粒分散、濾料表面呈不規則光澤。

4結論

（1）軸向動態反沖洗過濾器對含聚污水具有較好的油和懸浮物去除效能。出水平均含油質量濃度為3.63mg/L，平均懸浮物質量濃度為10.3mg/L，油去除率為96.0%，懸浮物去除率為78.1%。（2）軸向動態反沖洗方式反沖洗強度8.8L/（s•m2）的反沖洗過程，濾料截留油去除率為96.23%，核桃殼濾料油量為0.51mg/g。（3）軸向動態反沖洗方式較常規水力輔助機械攪拌反沖洗方式具有較好的濾料反洗再生效果，反洗前后濾料表面油量變化明顯。

作者:郭歌李迎春屈建海王宏力袁琳單位:河南省化工研究所有限責任公司